试论土壤中重金属监测前处理方法

河北省承德生态环境监测中心 河北 承德 067000

1 前言

近年来,国内部分地区的矿产资源在开发过程中,由于冶金、选矿技术的影响,部分矿区并未进行环保工作的有效治理,使得部分废弃物未经处理便投入当地环境,造成了严重的负面影响。如化肥使用过量,导致土壤中重金属污染程度增加,其中氮肥、钾肥类重金属比例较低、磷肥中重金属比例较高;部分农药的过量使用,其中包含铅、有机汞等重金属,易导致土壤结构的突变,极易导致土壤出现营养流失的情况,使得农作物的品质、产量等大幅下降。因此,业内相关机构必须及时进行土壤重金属的监测,确保环境质量调查、环境保护工作的顺利进展。土壤中重金属的监测工作中,其较为关键的部分便是土壤前处理,该环节处理不当,极易导致重金属监测效果和实际情况存在明显偏差,因此,积极合理地进行重金属监测前处理是稳定监测土壤重金属的前提性条件。

2 土壤重金属监测的主要方法

2.1 异位监测法 该方法是较为传统的土壤重金属监测手段,具有测量精度高的优势,但是存在耗时长的弊端。目前,异位监测法的应用,一般在土壤重金属监测中应用范围较广。首先,需要先进行采样,然后将样品送至实验室进行分析。异位监测手段应用中,可将其进一步细分为化学分析法、仪器分析法。前者对土壤重金属的监测处理中,主要是借助特定的化学反应,经由滴定法完成测定目标。这一方法在应用中,必须加强样品前期的精细化处理。考虑到土壤重金属测量环节较为简单,化学分析法多用于微量元素的测量中。该方法弊端为灵敏度低,监测过程中必须严格按照对应流程完成操作。在仪器分析法中,需联合应用电化学仪器、光学仪器等共同完成土壤内部重金属的监测。该方法比化学分析法的精度更高,可为后续土壤污染的治理提供明显参考价值。实际应用中,异位监测法在应用中,一般会结合化学分析法、仪器分析法。前者可进行污染物种类的判断,后者主要是完成定量分析。

2.2 原位监测法 该方法属于一种新型混合式土壤重金属监测手段,包含环境磁学技术、高光谱分析、生物间接测定等技术。该方法使用中,不会对被监测物的周边区域产生过度影响,可及时完成反馈、跟踪处理。借助该监测手段,可及时进行土壤重金属动态变化情况的分析,还可进一步完成动态反馈,明显缩减了空间、时间方面的限制作用。

3 土壤中重金属监测前处理方法

土壤中重金属监测过程中,首先,要及时对土壤样品进行预处理,考虑到土壤属于固体颗粒,其内部包含的重金属成分监测难度较高,同时受外界多种原因影响,最终监测结果极易出现偏差。新时期,土壤中重金属的监测过程中,一般在溶液中进行土壤的溶解,随后对溶解液进行试验分析,本文对具体溶解方法分析如下。

3.1 电加热全酸分解法 为了保证及时进行土壤重金属的监测,预处理环节中,首先要进行取样,保证所取样品要具有较高的针对性,落实分区域的取样原则。将0.5g左右样品放于坩埚中,添加盐酸、水,加热使得盐酸浓度增加,随后添加浓硝酸,保证土壤被溶解,逐步形成粘稠状物质。再在样品中添加氢氟酸,并同时进行坩埚的摇晃。整个过程都要维持低温加热的状态。最后添加高氯酸,加热到出现淡黄色粘稠物为止。上述便是整个加热过程,随后让样品自然冷却,并借助10%的稀硝酸完成坩埚等器具的清洗,及时进行残渣的溶解处理,使得最终冷却后的溶液总体积维持在50ml左右。上述整个环节中,必须考虑样品总量的影响,避免样品掉落、样品粘连等导致的质量下降。操作后,对应溶液体积要维持在50ml左右。电加热全分解法中,可及时完成汞、铅、铜等金属的监测,处理后,针对相应溶液完成预热处理,可确保土壤中的重金属完全溶于对应液体当中。

土壤中重金属的监测处理环节中,电加热法是常见方法,溶液常见、操作简单。相关实验人员要结合样品中可能包含的重金属种类进行酸液添加量的调整,以保证后续土壤检测等操作满足针对性要求,提高检测结果的实际精度。

3.2 微波消解法 为了及时进行土壤样品的有效处理,确保后续检测效果的安全性、精确性,可借助微波消解法完成有效处理。微波消解法在进行应用中,一般也是应用于预处理环节。首先,借助300GHz的电磁波完成土壤冲击处理,在外界电磁波动的作用下,土壤内部的极性分子便可根据微波频率而出现明显地变化,内部分子运动程度明显增加。同时,土壤内部的分子在微波作用下,可能会出现摩擦、碰撞等现象,利于土壤温度的提升。这一状况作用之下,土壤内部的离子便会逐步在电磁场作用下发生运动,同时还会逐步发生撞击作用。从上述现象的产生原理方面分析,微波消解法可确保酸性混合物、土壤样品的快速融合,增加了样品的溶解速率。

结合实际应用情况,微波分解法在硅含量高的土壤中较为适用,这类土壤在进行酸液溶解中,存在难度较大的特点,相关人员需借助微波分解法方可及时进行土壤处理,保证其逐步形成细小的颗粒,并最终溶解到酸性溶液中。

结语

重金属对土壤环境具有极为恶劣的影响,工业发展新时期,土壤中重金属污染问题日益严重,相关人员必须采取合理措施进行重金属含量的监测。环保相关机构要合理进行土壤资源环境的判断,考虑其是否存在严重的污染问题,并寻求解决策略,力求有效进行环境保护。为了提高重金属监测的精度,分析中必须及时进行预处理。本文详细探讨了两种预处理方法,旨在为重金属监测前预处理方案的制定提供一定借鉴价值。